磁控溅射装置制造方法及图纸

提供一种磁控溅射装置，通过提高靶上的瞬时的腐蚀密度，使成膜速度提高，并且使腐蚀区域时间性移动，防止靶的局部性损耗，使靶实现均匀损耗，从而延长靶的使用寿命。在柱状旋转轴（２）的周围设置多个板磁体（３），通过使柱状旋转轴（２）旋转，在靶（１）上形成高密度的腐蚀区域，使成膜速度提高，同时随着柱状旋转轴（２）旋转，腐蚀区域产生运动，使靶（１）均匀消耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁控溅射装置技术区域本专利技术涉及用于对液晶显示基板和半导体基板等被处理体施加规定 的表面处理的处理装置，即磁控溅射装置。10
技术介绍
在液晶显示元件和IC等半导体元件的制造中，在其基板上形成金属或绝缘物等的薄膜的成膜工序是必不可少的。在这些工序中，采用的是通 过溅射装置进行成膜的方法，即，将成膜用的原材料作为耙，通过直流高 压或高频电力使氩气等等离子体化，通过该等离子体化气体将靶活性化，15使其熔解、飞散，被覆在被处理基板上。在溅射成膜法中，为了使成膜速度高速化，通过磁控溅射装置进行成 膜的方法成为主流，即，通过在靶的背面设置磁体，使磁力线平行通过靶 的表面，将等离子体封闭在靶表面上，从而获得高密度的等离子体。图10是表示对采用现有技术的磁控溅射装置的要部构成进行说明的 20 图，101表示靶；102表示形成薄膜的基板；103表示多个磁体；104表示 磁力线；105表示耙101熔解剥离的区域，即腐蚀区域。如图10所示，在靶101的背面上设置磁体103，使各个磁体103的N 极和S极朝向规定的方向，向靶101和基板102之间，施加高频电力(RF 电力)106或直流高压电力107，在靶101上激发等离子体。25 另一方面，在设置在靶101背面的多个磁体103中，从相邻的N极朝向S极产生磁力线104。在耙表面上，在垂直磁场(与靶表面垂直的磁力线 成分)为零的位置上，在局部水平磁场(与靶表面平行的磁力线成分)变为最 大。在水平磁场成分多的区域内，电子被补充到靶表面附近，可以形成高 密度的等离子体，因此以该位置为中心，可以形成腐蚀区域105。30 与其他区域相比，腐蚀区域105被暴露在高密度的等离子体中，因此靶101的消耗变得剧烈。连续进行成膜时，该区域中的耙变无时，必须对 整个靶进行更换。结果使靶101的利用效率变差，再者，关于与靶对向设 置的被处理基板102的薄膜的膜厚，也因为与腐蚀区域105对向的位置的 膜厚变厚，而存在整个被处理基板的膜厚均匀性劣化的问题。 5 因此，原先提出了一种方案，S卩，将棒磁体作为产生磁场的磁体，通过使该棒磁体移动或者旋转，使腐蚀区域时间性移动，以时间平均计，实 质上消除靶的局部性消耗，再使被处理基板的膜厚均匀性得到提高的方法 (参考特许文献1 3)。在这些方法中，或者棒磁体的N极和S极在其直径向的对向表面上，10具有与其长度方向平行的同磁极的各种排列，或者在其直径向的对向表面上，具有与其长度方向相关的螺旋状的同磁极的各种排列。再者，为了腐 蚀区域在靶内形成封闭回路，在移动或旋转的棒磁体的周围设置固定的棒磁体。该固定的棒磁体的N极和S极在其直径向的对向表面上，具有与其长度方向平行的同磁极的各种排列。15 特许文献l:特开平5-148642号公报特许文献2:特开2000-309867号公报 特许文献3:特许第3566327号公报然而，在上述现有的方法中，为了提高对被处理基板迸行成膜的速度， 瞬时提高腐蚀密度，即提高腐蚀区域在整个靶区域中的比例，此时需要增 20加棒磁体的强度，并使小型化的棒磁体相互靠近。但是，采用这样的构成 时，会出现在磁体之间的斥力或引力的作用下，磁体和固定的棒产生扭曲， 或者对抗该力使移动和旋转变的困难的问题。另外，随着与固定在周边的棒磁体相邻的旋转磁体的旋转，无论如何 都会产生旋转磁体和固定在周边的棒磁体的磁极变为相同的位相，此时会 25出现不能形成封闭的腐蚀的问题。
技术实现思路
本专利技术正是鉴于上述现有的问题而设计的，其目的之一在于，提供一 种提高在靶上的瞬时的腐蚀密度，使成膜速度得以提高的磁控溅射装置。30 再者，本专利技术的另外的目的在于，提供一种通过使腐蚀区域时间性移动，防止靶的局部性磨损，实现均匀消耗，而延长靶寿命的磁控溅射装置。 为了达成上述目的，本专利技术提供一种磁控溅射装置，其具有被成膜基 板和与被成膜基板相对设置的靶、以及被设置在与靶的被处理基板相反侧 的磁体，通过该磁体，在耙表面形成磁场，由此将等离子体封闭在靶表面， 5 其特征在于，所述磁体包括在柱状旋转轴上设有多个板磁体而成的旋转 磁体群、和与靶面平行地设置在旋转磁体群的周边且在与靶面垂直的方向 上磁化的固定外周板磁体，通过使所述旋转磁体群与所述柱状旋转轴一起 旋转，以所述靶表面的磁场图案与时间一起动作的方式构成。这里，所述磁控溅射装置，其特征在于，所述旋转磁体群以在所述柱 10 状旋转轴的轴向上相邻的板磁体彼此具有相互不同的磁极的方式，并且以 在与所述柱状旋转轴的轴向垂直的面的外周上具有相邻板磁体成为相互 不同的磁极的部分的方式，在所述柱状旋转轴的外周设置多个板磁体而构 成，所述固定外周板磁体在靶侧形成有N极或S极的任一种磁极。另外，所述磁控溅射装置，其特征在于，所述旋转磁体群是通过在所 15 述柱状旋转轴上螺旋状地设置板磁体而形成多个螺旋，并且在所述柱状旋 转轴的轴向上相邻的螺旋彼此在所述柱状旋转轴的径向外侧形成有作为 相互不同的磁极的N极和S极的螺旋状板磁体群，所述固定外周板磁体从 靶侧观看，形成包围所述旋转磁体群的构造，并且在靶侧形成有N极或S 极的磁极。20 再者，所述磁控溅射装置，其特征在于，所述旋转磁体群通过在所述柱状旋转轴的外周环状地设置板磁体且在所述柱状旋转轴的轴向上设置 多个该环而构成，并且以在所述柱状旋转轴的轴向上相邻的环彼此具有相 互不同的磁极的方式，并且以随着所述柱状旋转轴的径向角度变化各环中 的板磁体在所述柱状旋转轴的轴向上的位置发生变化的方式构成，所述固25 定外周板磁体从靶侧观看，形成包围所述旋转磁体群的构造，并且在靶侧 形成有N极或S极的磁极。优选所述柱状旋转轴的至少一部分为常磁性体。也可以在与所述固定外周板磁体的所述靶相反侧的面上，与所述固定 外周板磁体邻接设置固定外周常磁性体。 30 也可以设置使从所述固定外周板磁体朝向所述靶外侧的磁通比从所述固定外周板磁体朝向所述靶内侧的磁通弱的机构。优选所述机构包括常磁性体构件，该常磁性体被设为在所述固定外周 板磁体的表面中从所述靶侧观看，连续覆盖外侧的侧面和所述靶侧的面的一部分。5 另外，在上述机构中，以在所述固定外周板磁体的表面中所述耙侧的表面向所述靶的内侧突出的方式构成所述固定外周板磁体。所述磁控溅射装置，其特征在于，所述磁控溅射装置还具备以覆盖所 述靶的端部的方式与所述靶隔离且相对于所述螺旋状板磁体群设于相反 侧并被电接地的遮蔽构件，所述遮蔽构件在与所述柱状旋转轴的轴向相同10 的方向上延伸，构成使所述靶相对于所述被处理基板开口的狭缝，将该狭 缝的宽度及长度设定为，在以一定频率使所述板磁体群旋转时的、形成在 耙表面的磁场中与耙面平行的成分的磁场强度的时间平均分布中，在最大 值的75%以上的区域从被处理基板观看开口的宽度及长度。另外，所述磁控溅射装置，其特征在于，所述磁控溅射装置还具备以15 覆盖所述靶的端部的方式与所述靶隔离且相对于所述螺旋状板磁体群设 于相反侧并被电接地的遮蔽构件，所述遮蔽构件在与所述柱状旋转轴的轴 向相同的方向上延伸，并构成在其间使所述靶相对于所述被处理基板开口 的狭缝，将该狭缝的宽度及长度设定为，在固定被处理基板且以一定频率 使所述板磁体群旋转时，在所述靶的端部不被遮蔽的情况下，遮蔽在单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁控溅射装置，其具有被成膜基板和与被成膜基板相对设置的靶、以及被设置在与靶的被处理基板相反侧的磁体，通过该磁体，在靶表面形成磁场，由此将等离子体封闭在靶表面，其特征在于，　　　　所述磁体包括：在柱状旋转轴上设有多个板磁体而成的旋转磁体群、和与靶面平行地设置在旋转磁体群的周边且在与靶面垂直的方向上磁化的固定外周板磁体，　　　　通过使所述旋转磁体群与所述柱状旋转轴一起旋转，以所述靶表面的磁场图案与时间一起动作的方式构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大见忠弘，后藤哲也，松冈孝明，
申请(专利权)人：国立大学法人东北大学，东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]